CN112504104B - 基于电感原理的位置传感电路及传感器和位置测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于电感原理的位置传感电路和相应的方法，该电路包括第一电感和第二电感；激励脉冲发生器，用于产生激励所述第一电感和第二电感的脉冲信号；互感元件，互感元件随被测量目标周期运动，并在第一电感和第二电感被脉冲信号激励时与所述第一电感和第二电感形成互感；所述第一电感和第二电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；逻辑电路，用于将所述差分信号转换为数字信号。本发明测量时不受外磁场的干扰，系统功耗低，不要求元器件高一致性。

Description

基于电感原理的位置传感电路及传感器和位置测量方法

技术领域

本发明属于测量领域，特别涉及对使用电感进行位置或转速测量的电路和方法的改进。

背景技术

如图1所示，水表、燃气表、热表等需要进行非接触开关量位置检测，利用传感器102开关量脉冲信号进行计量计数。

一般来讲，这类传感器102利用类如霍尔/磁阻/干簧管原理的磁敏传感器来做开关量检测。如图1，其工作原理是在运动物体叶轮106上安装上一个磁铁104，当这个磁铁104在运动中经过或者离开磁敏传感器102，会使得这些开关量磁敏传感器102的输出产生一个由开变关或者由关变开的输出，从而产生一个脉冲信号108，这个脉冲信号108，用来检测一个运动部件是否移动到或者离开对应的位置，实现非接触式的位置传感，对这些脉冲进行正或者反的方向的计数，就可以将这个原理运用于表计类的计量。

霍尔传感器102的缺点也很明显，基于磁敏原理的传感器容易受外部磁场干扰，当一个外部磁铁放在磁敏传感器附近，可能使得位置感应失效或者计数脉冲丢失。

第二种方法是利用电涡流效应产生的互感量的变化，通过检测电涡流线圈L电感量的变化引起的减幅振荡衰减速度，来起到位置传感和计数计量的作用。如图2所示在运动物体（例如图1所示的叶轮106的轴）上安装一个金属板。当带有金属板的运动物体距离电感线圈L不同的位置时，由于电涡流效应会使得电涡流线圈L的电感量发生一定程度的变化。当使用一个电脉冲发生器去激励一个由电涡流电感和一个电容组成的并联谐振电路（图2中箭头所指右侧电路）时，谐振电路减幅衰减的速度会由电感的变化而产生变化,即图中的衰减包络线走势不同。通过比较减幅谐振电路衰减的速度，可以判断金属板和电涡流电感相互之间的距离。

电感测量法需要有LC来形成振荡电路，电容C的个体误差引起的衰减常数需每块板卡进行后标定。另外振荡衰减速度的判断需要由ADC来采集判断，处理器（图中未示出）需要介入采样和计算工作时间较长，系统整体功耗较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的位置测量的电路和方法，其能够避免外部磁场干扰，也能解决了电感测量法电容引起误差以及处理器长时间采样计算引起的高功耗问题。

为解决上述技术问题本申请提出一种基于电感原理的位置传感电路，其包括：

第一电感和第二电感；

激励脉冲发生器，用于产生激励所述第一电感和第二电感的脉冲信号；

互感元件，互感元件随被测量目标周期运动，并在第一电感和第二电感被脉冲信号激励时与所述第一电感和第二电感形成互感；

所述第一电感和第二电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；

逻辑电路，用于将所述差分信号转换为数字信号。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述逻辑电路包括第一差分信号比较电路、第一D触发器、延时电路；所述第一差分信号比较电路输出端与所述第一D触发器输入端连接；所述延时电路的输入端与所述激励脉冲发生器连接；所述延时电路输出端连接第一D触发器使能端；激励脉冲发生器在第一时刻产生激励所述第一电感和第二电感的脉冲信号；所述延时电路在第一时刻之后的第二时刻使能所述第一D触发器，所述第一D触发器锁存所述第一差分信号比较电路的输出结果。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一差分信号比较电路包括：分别与所述第一电感和第二电感连接的第一电阻和第二电阻；分别通过第一开关和第二开关与所述第一电感和第二电感连接的第一电容和第二电容；第一电容和第二电容分别连接第一放大器和第二放大器，所述第一放大器和第二放大器的输出端分别连接第一比较器的第一输入端和第二输入端，所述第一比较器的输出端连接第一D触发器的输入端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，包括第三电感和第四电感；所述激励脉冲发生器产生的脉冲信号用于激励所述第三电感和第四电感，互感元件与被脉冲激励的第三电感和第四电感形成互感；所述第三电感和第四电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；所述逻辑电路，用于将所述第三电感和第四电感差分信号转换为数字信号。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述逻辑电路包括第二差分信号比较电路、第二D触发器；第二差分信号比较电路输出端与所述第二D触发器输入端连接；所述第一D触发器脉冲信号输出端连接第二D触发器使能端；所述延时电路在第一时刻之后的第二时刻使能所述第二D触发器，所述第二D触发器锁存所述第二差分信号比较电路的输出结果。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二差分信号比较电路包括，分别与所述第三电感和第四电感连接的第三电阻和第四电阻；分别通过第三开关和第四开关与所述第三电阻和第四电阻连接的第三电容和第四电容；第三电容和第四电容分别连接第三放大器和第四放大器，所述第三放大器和第四放大器的输出端分别连接第二比较器的第一输入端和第二输入端，所述第二比较器的输出端连接第二D触发器的输入端。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一电感和第二电感中心的连线与第三电感和第四电感的中心连线垂直；并且第一电感和第二电感、第三点电感和第四电感、第一电感和第三电感、第一电感和第四电感、第二电感和第三电感以及第二电感和第四电感的位置对称分布。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述互感元件随着被测量目标旋转或往复移动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述互感元件为半圆形金属板。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感为印制在电路板上的螺旋导线。

本发明还提供另一种基于电感原理的位置传感电路，包括：

第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；

激励脉冲发生器，用于产生激励所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感的脉冲信号；

互感元件，互感元件随被测量目标周期运动，并在第一电感、第二电感、第三电感和第四电感电被脉冲信号激励时与第一电感、第二电感、第三电感和第四电感电形成互感；

所述第一电感和第二电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；

所述第三电感和第四电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；

逻辑电路，用于将所述差分信号转换为数字信号。

为了进一步解决上述技术问题本发明还提供一种基于电感原理的位置测量方法，包括：

设置成对的电感和随测量目标周期运动的互感元件；

所述成对的电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；

对所述电感施加激励脉冲信号；

检测所述成对的电感产生的差分信号；

比较所述差分信号，将差分信号比较结果转换为表示互感元件位置的数字信号。

为了进一步解决上述技术问题本发明还提供另一种基于电感原理的位置测量方法，包括LCR电路

激励脉冲发生器；所述LCR电路包括串联的电感和电阻，以及通过开关与电阻连接的电容；

测量时，第一时刻激励脉冲发生器对所述电感和电阻施加激励脉冲信号；

在第一时刻之后的第二时刻断开所述开关，测量所述电容电压。

作为上述方法的进一步改进，包括延时电路，所述延时电路将所述激励脉冲信号延迟到第二时刻发送给所述开关，使所述开关在第二时刻断开。

为进一步解决上述技术问题本发明还提供另一种基于电感原理的位置的传感电路，包括：

LCR电路、激励脉冲发生器和延时电路；

所述LCR电路包括串联的电感和电阻，以及通过开关与电阻连接的电容；

延时电路输入端与所述脉冲发生器，输出端与所述开关连接；

LCR电路的输入端与所述脉冲发生器连接的延时电路，输出端与所述开关连接。

本发明还提供应用于上述传感电路的传感器，其包括印刷在电路板上的第一电感、第二电感、第三电感和第四电感；所述第一电感和第二电感中心的连线与第三电感和第四电感的中心连线垂直，并且第一电感和第二电感、第三点电感和第四电感，第一和第三电感、第一和第四、第二电感和第三电感以及第二电感和第四电感的位置对称分布。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感，为螺旋导线或蛇形导线。

本发明相对于现有技术有益效果在于：通过电感进行非接触式位置监测不受外磁场的干扰。采用脉冲激励和差分脉信号采样比较法的电路原理来实现，不需要处理器和ADC的采样，系统功耗的大为减少。另外，由于差分比较电路对于电容的容值不敏感而，对于元器件一致性的依赖较少，在保证一定制造条件情况下可以实现无系统标定的生产和制造简化制造流程减少生产成本。

附图说明

图1是现有技术中使用霍尔传感器监测位置方案示意图；

图2是现有技术中使用LC震荡电路监测位置方案示意图；

图3是本发明基于电感原理监测位置方案原理示意图；

图4是本发明电感原理监测位置使用的一种传感器示意图；

图5是本发明基于电感原理的位置传感电路示意图；

图6是又一本发明基于电感原理的位置传感电路示意图；

图7是又一本发明基于电感原理的位置传感电路示意图；

图8是被监测目标位置与对应传感电路输出编码示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明技术方案优选的实施方式进行详细描述，以帮助本领域技术人员理解本发明技术方案。本申请中所述的“位置”是互感元件相对传感器而言的相对位置；所述的“电感原理”是指电感器件中存在电流时与导电器件形成的互感从而改变电感器件的电感值的现象。

图3所示为本申请位置测量的基础原理电路，其目的是将激励脉冲信号转换为电压信号，便于后续逻辑电路进行采集、处理、转换。

如图3所示，所述传感电路包括LCR电路、激励脉冲发生器G和延时电路De；所述LCR电路包括串联的电感L和电阻R以及电容C，所述电阻R接地。所述电容C通过开关S与电阻R连接，延时电路De输入端与所述脉冲发生器P，输出端与所述开关S的控制端连接，所述开关S为MOS管、三极管等具有开关特性的元件。LCR电路的电感L的一端与所述脉冲发生器G连接，输出端与所述开关连接。

参照图4，为作为所述LCR电路一部分的传感器。测量时在被测量目标(例如图中标号108指示的位置)上设置一半圆形金属板402作为互感元件，LCR电路的电感值随所述互感元件402的位置变化。该互感元件402可以是被测量目标的一部分，例如电机、涡轮、往复结构的一部分，其随着被测量目标做诸如旋转或往复等周期性地运动，这种运动可以是线性或非线性的。在图4中包括四个感应电感i1-i4。当半圆形的金属片旋转运动到对应的电感的下方，电感对应的电感值为L1。当半圆形的金属片402不在对应电感下方电感对应的电感值为L2，如4中所示电感在i2和i3的下方，则i2或i3的电感值为L1，i1和i4对应的电感值为L2 。

继续参照图3，在测量时激励脉冲发生器G产生激励脉冲激励所述电感，从而在电阻R端产生与电感i相关的输出电压信号。电感i作为信号输入端，所述电阻R作为信号输出端，所述电容C作为电压信号采样器件。在测量时第一时刻t1所述激励脉冲发生器G产生方波信号P，该方波信号P到达电感时所述电阻R产生升压。其中曲线L1表示电感i的电感值为L1时，即互感元件402在对应电感下方时电阻R电压V曲线，其中曲线L2表示电感i的电感值为L1时，即互感元件402不在对应电感下方时电阻R电压曲线。可以看出电感i与互感元件402相对距离越近升压速度越快，相反的互感元件402与电感距离越远升压速度就越慢。需要指出的是，由于互感元件的位置不同导致所述电阻R的升压曲线不同，在图4中仅取两个典型的位置作为升压曲线的示意。

在脉冲信号p到达电感i时，电阻R的电压从0开始逐渐上升在第二时刻第二时刻t2，L1曲线电压上升至V1，L2曲线上升至V2。其中电压V1相对电压V2更高因此可以此时可以判断互感元件处于对应电感的下方，相应地第二时刻t2电压为V2时互感元件处于相应电感的不在对应元件的下方。电容C的电压与所述电阻端的电压相等即V1，为了对所述电压进行采样t2时刻断开开关S。所述脉冲在t1时刻发出后经过延时电路延时一段时间（t2-t1）后在t2时刻再次发出，所述开关S接收到延时电路发出的脉冲信号后断开，此时所述电压即被电容C采样。采样完成后可再配合后端比较电路判断所述电压值以判断所述电容电压即可获知互感元件的位置。根据前述原理电压为V1时互感元件处于相应电感的下方，电压为V2时互感元件不处于相应电感的下方，当电压介于V1和V2之间时所述电感元件的位置位于图4中Po1和Po2之间。显然根据上述原理对于本领域技术人员能够建立位置函数关系P=f(V)，其中P表示互感原件的位置例如使用角度表示其位置，V表示电阻端输出电压，通过该函数关系即可根据输出电压推算所述互感元件的位置。

上述方案采用电感和脉冲激励信号结合的方法判断短时间内所述LCR电路的升压值，并将电压作为判断互感元件的依据，相对于传统的LC电路判断振幅下降率的方法不需要处理器的计算参与，功耗更短，而且整个过程只有一个第一时刻t1到第二时刻t2的时延测量的耗时更短。

图4是图3中电感的物理形态展示，其用于与互感原件形成互感效应，作为互感元件的位置传感器。

在图4中电感以PCB板印刷电路或晶片上作为载体401按照多种方式排布。所述电感可以为单个或多个并按照多种方式进行排列，例如单个电感设置在PCB板设置在PCB板或晶片的一侧，还可以是两个电感对称的排列在载体上，使得与互感元件402形成互感的电感以及未与互感元件形成互感的电感输出差分信号。又例如，在图4中载体401上设置四个电感元件包括第一电感i1、第二电感i2、第三电感i3和第四电感i4；所述第一电感i1和第二电感i2中心的连线与第三电感i3和第四电感i4的中心连线垂直，并且第一电感i1和第二电感i2、第三点电感i3和第四电感i4，第一和第三电感、第一和第四、第二电感i2和第三电感i3以及第二电感i2和第四电感i4的位置对称分布。第一至第四电感配合如图4中所示的半圆形互感元件，电感与互感元件402形成互感时，在激励脉冲的作用下所述对称位置的电感能够输出差分信号。

进一步地，所述第一电感i1、第二电感i2、第三电感i3和第四电感i4，为螺旋导线、回形导线406蛇形导线404。所述传感器还可以是不同形状的电感的组合，例如将图4中的所示的第一电感i1和第二电感i2更换为蛇形导线404，亦可将第一至第四电感全部更换为蛇形导线404，还可将所述电感导线更换为回形。需要指出的是所述电感的导线形状可为除上述三种形状的其他形状。上述成对的电感组合能够在存在激励信号时输出差分信号。

以下对几种典型的利用电感原理进行位置监测的传感电路进行说明。

参照图5，所示为使用单电感504作为传感器的方案。其在图3所示的传感电路的基础上增加了逻辑电路502，所述逻辑电路502能够将LCR电路产生的电压信号转换为与位置相关的数字信号。所述逻辑电路502包括电源VCC激励脉冲信号输出端VEXC，信号输入端INA+。所述逻辑电路502包括与所述电阻R连接的放大器Amp，所述放大器Amp的输出端连接比较器Cmp的第一输入端，所述比较器Cmp的第二输入端连接参考电平V3，选取所述参考电平V3的参考值为V3=(V1+V2)*K/2,其中K为所述放大器的放大倍率。所述比较器的输出端连接D触发器Dt，所述D触发器Dt用于锁存比较器产生的输出信号。

在进行测量时，在第一时刻t1激励脉冲生成器产生激励脉冲，所述激励脉冲为方波信号；该激励脉冲同时传递至所述电感504和延时电路De，由于激励脉冲的作用所述电阻R输出端电压按照L1或L2曲线上升。在t2时刻所述延时电路De发出信号给开关S，所述开关S断开，此时所述电阻R输出端的电压为V1或V2。如果所述电压为V1则经过放大后比较器输入端信号为V1*K，并且V1*K>V3,所述比较器Cmp输出高电平。同时在t2时刻所述D触发器Dt锁存比较器Cmp输出结果，当所述D触发器Dt输出数字信号为1时表示所述互感元件402在电感L1下方，当所述D触发器Dt输出数字信号为0时表示互感元件不在电感下方。显然处理器可通过逻辑电路信号输出端B一段时间内输出的数字信号中1的数量计算互感元件的运动频率，进而经过计算得出转速、往复频率等目标量。对于精度要求不高的运用场景还可通过定期唤醒处理器的计算的方式降低功耗。

图6所示为使用两个位置对称的电感作为传感器，其相对图5中所示的单电感而言能够利用其对称性产生差分信号，从而使得电路更加简化性能更好。

所述电感包括第一电感i1和第二电感i2，激励脉冲发生器G的输出端同时与所述第一电感i1和第二电感i2连接。所述第一电感i1和第二电感i2布置的位置在载体401上对称使得电感与互感元件形成互感时输出差分信号。逻辑电路602与所述第一电感i1和第二电感i2连接用于将所述差分信号转换为数字信号。

所述逻辑电路602包括第一差分信号比较电路604、第一D触发器Dt1、延时电路De。所述延时电路De的输入端与所述激励脉冲发生器G连接；所述延时电路De输出端连接第一D触发器使能端Dt1。所述差分信号604比较电路包括：分别与所述第一电感i1和第一电感i2连接的第一电阻R1和第二电阻R2；分别通过第一开关S1和第二开关S2与所述第一电感i1和第一电感i2连接的第一电容C1和第二电容C2；第一电容C1和第二电容C2分别连接第一放大器Amp1和第二放大器Amp2，所述第一放大器Amp1和第二放大器Amp2的输出端分别连接第一比较器Cmp1的第一输入端和第二输入端，所述第一比较器Cmp1的输出端连接第一D触发器Dt1的输入端。

所述第一电感i1和第一电感i2随着互感元件周期性地运动输出差分信号。测量时，第一时刻t0激励脉发生电路生成激励脉冲信号，所述第一电感i1和第一电感i2同时开始升压，所述电感周期性地运动至所述第一电感i1下方时所述第一电感i1的升压曲线为L1，所述第一电感i2的升压曲线为L2，那么t0时刻所述第一电阻的电压为V1第二电阻的电压为V2，相反的当所述互感元件402周期性地运转至第二电感i2时，所述第一电阻R1的电压为V2，第二电阻的电压为V1。在t2时刻所述延迟电路的脉冲发出，所述第一开关和第二开关断开，所述第一电容和第二电容保持所述电压V1或V2。所述V1或V2经过第一放大器Amp1和第二放大器Amp2后输入第一比较器，所述比较器Cmp1输出比较电压，所述第一比较器Cmp1输出的数字信号被D触发器锁存。所述D触发器输出数字信号0或1，当输出0时所述互感元件402在第一电感i1的下方，当输出数字1时所述互感元件在第二电感i1的下方。

上述电路中差分信号可经过放大器放大，随后经过比较器比较后再经过锁存器直接输出数字信号不需要处理器参与节省计算力和功耗。

参照图7所示是在图6的基础上增加另一对电感，用于产生差分信号，并重新适配了新的逻辑电路702，其能够更为精细的感知所述互感元件402的位置。

参照图7，其还包括第三电感i3和第四电感i4。所述激励脉冲发生器G产生的脉冲信号也用于激励所述第三电感i3和第四电感i4，互感元件402与被脉冲激励的第三电感i3和第四电感i4形成互感；所述第三电感i3和第四电感i4布置在与互感元件402形成互感时输出差分信号的位置；逻辑电路702，用于将所述第一电感i1、第二电感i2、第三电感i3和第四电感i4差分信号转换为数字信号。与图4中所示的传感器相同其互电感两两对称。

所述逻辑电路704增加了第二差分信号比较电路704、第二D触发器Dt2。所述第一D触发器Dt1脉冲信号输出端连接第二D触发器Dt2使能端；在第一时刻t1所述激励脉冲发生器G产生激励脉冲信号，所述延时电路De在第一时刻t1之后的第二时刻t2使能所述第二D触发器Dt2，所述第二D触发器Dt2锁存所述第二差分信号比较电路704的输出结果。

进一步地，所述第二差分信号比较电路704包括，分别与所述第三电感i3和第四电感i4连接的第三电阻R3和第四电阻R4；分别通过第三开关S3和第四开关S4与所述第三电感i3和第四电感i4连接的第三电容C3和第四电容C4；第三电容C3和第四电容C4分别连接第三放大器Amp3和第四放大器Amp4，所述第三放大器Amp3和第四放大器Amp4的输出端分别连接第二比较器Cmp的第一输入端和第二输入端，所述第二比较器的输出端连接第二D触发器的输入端。所述第一D触发器和第二触发器形成两位输出。

参照图8，其中使用半圆形符号标识互感元件402的转动过程中的位置，相邻位置相差90°。测量时所述激励脉冲发生器产生脉冲信号激励所述第一电感i1、第一电感i2、第三电感i3和第四电感i4。通常脉冲频率远大于所述转动频率以防止漏测量。

所述互感元件402旋转至第一位置时P1，脉冲信号使得所述第二电感i2和第三电感i3的升压曲线为L1即t2时刻所述第二电阻和第三电阻输出电压为V1，所述第一电阻R1和第四电阻R4输出电压为V2。延时电路在第二时刻断开所述第一至第四开关并使能第一D触发器和第二D触发器。由于V1和V2的压差第一比较器输出高电平使得第一D触发器输出数字信号1；第二比较器较器输出低电平使得第二D触发器输出数字信号0，即逻辑电路输出端AB输出信号01。

经过顺时针90°旋转，所述第二电感i2和第四电感i4升压曲线为L1，t2时刻所述第二电阻和第四电阻输出电压为V1所述第二电阻和第四电阻输出电压为V2，所述第一触发器D输出数字信号1，第二触发器输出数字信号1，即逻辑电路输出端AB输出信号11。

类似地，再经过90°旋转到达位置3，所述第一D触发器输出数字信号0，所述第二触发器输出数字信号1，AB输出信号10。

再经过90°旋转，到达位置4，所述第一D触发器输出数字信号0，第二触发器0，AB输出信号00。

这两对比较器的输出形成一个90度的正交编码。也就是讲，金属片每经过90度，输出的A和B的信号构成的2位正交编码正好编一个码值（格雷码编码）。码值变化的方向，则正好表示金属片旋转的方向，所述互感元件402的四个位置P1、P2、P3、P4分别使用01、11、10、00编码标识。由此处理器很容易根据编码获知互感元件402的位置，也提高了检测精度。

本发明通过电感检测不受外磁场的干扰，脉冲激励和差分脉信号采样比较法降低系统功耗。并且由于差分比较电路对于电容的容值不敏感而，不要求元器件高一致性简化降低系统标定要求。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，包括：

第一电感和第二电感；

激励脉冲发生器，用于产生激励所述第一电感和第二电感的脉冲信号；

互感元件，互感元件随被测量目标周期运动，并在第一电感和第二电感被脉冲信号激励时与所述第一电感和第二电感形成互感；

所述第一电感和第二电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；

逻辑电路，用于将所述差分信号转换为数字信号；

所述逻辑电路包括第一差分信号比较电路、第一D触发器、延时电路；所述第一差分信号比较电路输出端与所述第一D触发器输入端连接；所述延时电路的输入端与所述激励脉冲发生器连接；所述延时电路输出端连接第一D触发器使能端；激励脉冲发生器在第一时刻产生激励所述第一电感和第二电感的脉冲信号；所述延时电路在第一时刻之后的第二时刻使能所述第一D触发器，所述第一D触发器锁存所述第一差分信号比较电路的输出结果；

所述第一差分信号比较电路包括：分别与所述第一电感和第二电感连接的第一电阻和第二电阻；分别通过第一开关和第二开关与所述第一电感和第二电感连接的第一电容和第二电容；第一开关和第二开关与所述延时电路的输出端连接；第一电容和第二电容分别连接第一放大器和第二放大器，所述第一放大器和第二放大器的输出端分别连接第一比较器的第一输入端和第二输入端，所述第一比较器的输出端连接第一D触发器的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，包括第三电感和第四电感；所述激励脉冲发生器产生的脉冲信号用于激励所述第三电感和第四电感，互感元件与被脉冲激励的第三电感和第四电感形成互感；所述第三电感和第四电感布置在与互感元件形成互感时输出差分信号的位置；所述逻辑电路，用于将所述第三电感和第四电感差分信号转换为数字信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述逻辑电路包括第二差分信号比较电路、第二D触发器；第二差分信号比较电路输出端与所述第二D触发器输入端连接；所述第一D触发器脉冲信号输出端连接第二D触发器使能端；所述延时电路在第一时刻之后的第二时刻使能所述第二D触发器，所述第二D触发器锁存所述第二差分信号比较电路的输出结果。

4.根据权利要求3所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述第二差分信号比较电路包括，分别与所述第三电感和第四电感连接的第三电阻和第四电阻；分别通过第三开关和第四开关与所述第三电阻和第四电阻连接的第三电容和第四电容；第三电容和第四电容分别连接第三放大器和第四放大器，所述第三放大器和第四放大器的输出端分别连接第二比较器的第一输入端和第二输入端，所述第二比较器的输出端连接第二D触发器的输入端。

5.根据权利要求2所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述第一电感和第二电感中心的连线与第三电感和第四电感的中心连线垂直；并且第一电感和第二电感、第三点电感和第四电感、第一电感和第三电感、第一电感和第四电感、第二电感和第三电感以及第二电感和第四电感的位置对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述互感元件随着被测量目标旋转或往复移动。

7.根据权利要求1所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述互感元件为半圆形金属板。

8.根据权利要求1所述的一种基于电感原理的位置传感电路，其特征在于，所述第一电感、第二电感、第三电感和第四电感为印制在电路板上的螺旋导线。

9.一种基于电感原理的位置测量方法，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的基于电感原理的位置传感电路；

测量时，第一时刻激励脉冲发生器对电感和电阻施加激励脉冲信号；

延时电路在第一时刻之后的第二时刻断开开关；

测量电容电压。

10.根据权利要求9所述的一种基于电感原理的位置测量方法，其特征在于，所述延时电路将所述激励脉冲信号延迟到第二时刻发送给所述开关，使所述开关在第二时刻断开。

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